Визначення загальної твердості води

Визначення твердості води має велике практичне значення в техніці та побуті. Оцінюючи питну воду, доводиться визначати тимчасову і постійну твердість. Комплексонометричне визначення загальної твердості води полягає в титруванні відміреного об’єму води розчином трилону Б з Сн = 0,1 за наявності металіндикатору еріохром чорного Т.

Реакція відбувається за таким рівнянням:

Ca²⁺ + Na₂H₂У  Na₂CaУ + 2H⁺

Реакція відбувається у слабколужному середовищі, для створення якого перед титруванням добавляють буферний розчин (суміш NH₄Cl i NH₃). Трилон Б відповідає вимогам, які ставляться до вихідних речовин. Робочий розчин трилону Б з Сн = 0,1 готується безпосередньо з наважки (відносна молекулярна маса препарату Mr = 372). З рівняння взаємодії трилону Б із солями кальцію (магнію), видно, що еквівалентна маса трилону Б дорівнює ½ молярної маси. Для виготовлення розчину з Сн = 0,1 на аналітичних терезах зважують з точністю до 0,0001 г 18,6 г трилону Б, переносять у мірну колбу на 1 л, розчиняють у дистильованій воді, доводячи об’єм розчину до риски.

Розчин індикатору готують так: еріохром чорний Т масою 0,5 г розчиняють у суміші буферного розчину об’ємом 20 см³ (20 г NH₄Cl + 100 мл 25 %-ного NH₃ в 1 л води) і етилового спирту об’ємом 80 см³. Індикатор у лужному середовищі має синій колір.

Для визначення загальної твердості води відбирають 5 см³ води (загальний вміст солей кальцію і магнію повинен не перевищувати 0,5 ммоль∙екв, а на титрування повинно витрачатись не більше 5 см³ розчину трилону Б з Сн = 0,1).

Відібрану пробу досліджуваної води розводять дистильованою водою до об’єму 100 см³, доливають буферний розчин об’ємом 5 см³ і краплями аміачний розчин індикатору до утворення винно-червоного забарвлення. Титрують робочим розчином трилону Б до переходу червоного кольору в синій.

Твердість води в моль/м³ обчислюють за формулою:

де Сн _(Т.) і V_(Т.) – молярна концентрація еквіваленту і об’єм робочого розчину трилону Б, витраченого на титрування, в см³; – об’єм проби води, взятої для аналізу, см³.

• Вода вважається дуже м’якою, якщо загальна твердість становить 1,5 моль/м³; м’якою, якщо загальна твердість 3,0 моль/м³; помірно твердою при загальній твердості 6,0 моль/м³; твердою, якщо загальна твердість 8,5 моль/м³ і дуже твердою, якщо загальна твердість 11 моль/м³ і більше.

Контрольні питання.

1. На чому заснований метод комплексонометричного титрування?

2. Якими способами можна встановити точку еквівалентності при комплексонометричному титруванні?

3. Які сполуки називаються комплексонами? Наведіть приклад.

4. Як готується робочий розчин трилону Б?

5. Складіть схеми йонних рівнянь взаємодії дво-, три- і чотиривалентних катіонів з трилоном Б.

6. Дайте визначення поняття «металіндикатор».

7. В чому полягає специфіка застосування маталіндикаторів?

8. Де застосовується метод комплексонометрії?

9. Наявність йонів яких металів зумовлюють твердість води?

10. В яких межах може коливатися твердість питної води?